Способ получения каменного материала для устройства шероховатой поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий, дражжированного нефтебитумом, модифицированного резиновой крошкой

Изобретение относится к использованию в материалах для асфальтобетонных покрытий вяжущего компонента, полученного из битума путем модифицирования его резиновой крошкой. Технический результат: утилизация отходов химического производства, изношенных автомобильных шин и других резинотехнических изделий. Способ получения каменного материала для устройства шероховатой поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий, дражжированного нефтебитумом, модифицированного резиновой крошкой, заключается в том, что отходы резинотехнических изделий или отработавшие свой срок шины дробят в фракционную крошку с частицами размером 0,5-0,9 мм, которую затем разогревают до температуры не выше 160°С; фракционную крошку с частицами размером 0,5-0,9 мм в соотношении 5-7% от объема нефтебитума вводят в рабочий котел, оборудованный приспособлением для перемешивания резиновой крошки и нефтебитума; смесь нефтебитума с резиновой крошкой перемешивают в течение 5 часов - до степени растворения 95-98% девулканизированной крошки в нефтебитуме; готовят фракционный каменный материал, который попадает в бункер-дозатор; из бункера-дозатора фракционный каменный материал по ленточному транспортеру подают в сушильный барабан, где его нагревают до 165-185°С, при этом сушку и нагрев каменных фракций осуществляют по принципу противотока; из сушильного барабана высушенный и нагретый каменный материал дозируют через весы и подают в верхнюю часть смесителя; в смеситель равномерно впрыскивают нефтебитум, модифицированный резиновой крошкой, и смешивают его с фракционным каменным материалом; смесь высыпают из смесителя и медленно остужают.

 

Заявляемое в качестве изобретения техническое решение направлено на рациональное использование в материалах для асфальтобетонных покрытий вяжущего компонента, полученного из битума путем модифицирования его резиновой крошкой. При этом получают каменный материал, дражжированный нефтебитумом, модифицированный резиновой крошкой. Устройство шероховатой поверхности асфальтобетонных покрытий обеспечит высокие эксплуатационные качества дорог, особенно на современных скоростных автомагистралях, защитит нижележащие конструктивные слои от доступа влаги и явится непременным условием долговечности автомобильных дорог.

Проблема создания качественного покрытия дорог заключается в том, что материалы, используемые для них, во-первых, не обладают всеми физико-механическими свойствами, обеспечивающими требования по прочности, пластичности, шероховатости, коэффициенту температурного расширения, предъявляемые к этим материалам.

Общеизвестный способ решения данной проблемы - укладка каменных материалов на дорожное полотно и заливка их нефтебитумом с последующим уплотнением.

Известны способы подготовки каменного материала, заключающиеся только в измельчении каменных материалов, например описанные в патенте РФ №2047579 (13) C1 (51) 6 С04В 26/26, С10С 3/04, С10С 3/12, Е01С 7/18, Е01С 19/10, E01D 1/00, E02D 29/00, E04G 23/00 «Способ приготовления асфальтобетонной смеси, способ возведения транспортного сооружения, ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения и способ приготовления праймера».

Недостатками данного способа являются неоднородность самих каменных материалов, а также низкое качество их соединения при формировании дорожного покрытия. Известно много способов получения вяжущих компонентов, в состав которых входит резиновая крошка, например описанный в патенте RU (11) 2164927 (13) С2 (51)7 C08L 95/00, C08L 17/00 «Битумно-резиновая композиция и способ ее получения».

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение «Резиносодержащий полимерный модификатор битума», на которое получен патент RU (11) 2266934 (13) C1 (51) 7 C08L 95/00. Сущность данного изобретения заключается в том, что в резиносодержащем полимерном модификаторе битума, включающем битум, полиэтилен, резиновую крошку, в качестве пластифицирующей добавки используется мазут, а в качестве девулканизирующего неорганического соединения - известь строительная, при этом полиэтилен вводится вторичный как низкого, так и высокого давления при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум (БНД 60/90 или БНД 90/130)	47-62
Мазут марки 100	2-5
Резиновая крошка	30-35
Вторичный полиэтилен (ПЭ)	3-7
Известь строительная	3,0-6,0

При приготовлении полимерного модификатора битума использовали битум БНД 60/90 (наиболее часто применяемый в условиях средней полосы и южных регионах России); резиновую крошку с диаметром частиц до 0,5-0,9 мм (отход производства резинотехнических изделий); вторичный полиэтилен (ПЭ) как низкой, так и высокой степени плотности, мазут марки 100 и неорганическое основание Ca(OH)₂ - известь строительную.

Модификатор готовят следующим образом. В разогретый до 160°С битум добавляют мазут, перемешивают 3-5 мин, затем вводят резиновую крошку, смешанную с известью строительной, продолжают нагревать (в течение 3-4 часов для набухания крошки при этой же температуре (160°С)). Вторичный полиэтилен (ПЭ) совмещают в отдельной порции с битумом в соотношении 1:1 при температуре 150-160°С. При этом битум подается постепенно при перемешивании в разогретый ПЭ. Количество введенного битума учитывается в общем его содержании.

Приготовленная смесь полиэтилена в битуме перемешивается при 150-160°С с ранее описанной смесью (битум + мазут + резиновая крошка + известь строительная), затем все вместе подается в экструдер и гранулируется. Предлагаемый модификатор битума получают в виде твердых нелипнувших гранул, размером в диаметре 0,5-0,6 мм.

Но в эти составы помимо резиновой крошки входят другие компоненты, что усложняет их производство. При этом полученные составы не обладают долговечностью.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в том, что материалы с различными химико-физическими характеристиками - фракционный щебень гранитных или карбонатных пород, дробленный гравий при обработке нефтебитумом, модифицированным резиновой крошкой на асфальтобетонном заводе, приобретают однородные химико-физические параметры, соответствующие требованиям для материалов, предназначенных для устройства дорог с шероховатой поверхностной обработкой. Использование в качестве эластомера резиновой крошки из отходов химического производства, изношенных автомобильных шин и других резинотехнических изделий, получаемой путем измельчения, решает проблему утилизации вышеперечисленных отходов.

Примененная в заявляемом способе технология модификации битумов резиновой крошкой позволяет получать высококачественные битумные вяжущие с широким диапазоном свойств, так как имеется возможность большого выбора резины для получения дисперсной крошки и технологических режимов модифицирования различных видов битума. В результате на одном и том же оборудовании можно получать материалы для дорог различного назначения и для различных климатических зон, с различным набором технических характеристик, в соответствии с конкретными требованиями.

Заявляемый способ получения каменного материала для устройства шероховатой поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий, дражжированного нефтебитумом, модифицированным резиновой крошкой, заключается в том, что:

1. Отходы резинотехнических изделий дробят в фракционную крошку, с частицами размером 0,5-0,9 мм, которую затем разогревают до температуры не выше 160°С.

2. Фракционную крошку с частицами размером 0,5-0,9 мм в соотношении 5-7% от объема нефтебитума вводят в рабочий котел, оборудованный приспособлением для перемешивания резиновой крошки и нефтебитума.

3. Смесь нефтебитума с резиновой крошкой перемешивают в течение 5 часов (до растворения девулканизированной крошки в молекулах нефтебитума 95-98%).

4. Готовится фракционный каменный материал, который попадает в бункер-дозатор.

5. Из бункера-дозатора фракционный каменный материал по ленточному транспортеру попадает в сушильный барабан, где нагревается до 165-185°С. Сушка и нагрев каменных фракций осуществляется по принципу противотока.

6. Из сушильного барабана высушенный и нагретый каменный материал дозируется через весы и поступает в верхнюю часть смесителя.

7. В смесителе осуществляется смешивание фракционного каменного материала с нефтебитумом, модифицированным резиновой крошкой, который впрыскивается в смеситель равномерно, что способствует хорошему перемешиванию.

8. Смесь высыпается из смесителя и медленно остывает не более 18 часов.

Каменный материал, покрытый пленкой из нефтебитума, модифицированного резиновой крошкой, не имеет гладких поверхностей, микротрещины и впадины заполнены. В результате получен однородный материал, готовый для устройства шероховатой поверхностной обработки.

Пример выполнения способа.

Для выполнения способа используются

1. Фракционный щебень гранитных или карбонатных пород, дробленный гравий.

2. Битум нефтяной дорожный БНД 90/130. По показателям свойств исходный битум соответствует требованиям ГОСТ 22245-90.

3. Резиновая крошка диаметром 0,5-0,9 мм - отходы производства резинотехнических изделий.

Способ получения каменного материала для устройства шероховатой поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий, дражжированного нефтебитумом, модифицированного резиновой крошкой, заключающийся в том, что отходы резинотехнических изделий или отработавшие свой срок шины дробят в фракционную крошку с частицами размером 0,5-0,9 мм, которую затем разогревают до температуры не выше 160°С; фракционную крошку с частицами размером 0,5-0,9 мм в соотношении 5-7% от объема нефтебитума вводят в рабочий котел, оборудованный приспособлением для перемешивания резиновой крошки и нефтебитума; смесь нефтебитума с резиновой крошкой перемешивают в течение 5 ч - до степени растворения 95-98% девулканизированной крошки в нефтебитуме; готовят фракционный каменный материал, который попадает в бункер-дозатор; из бункера-дозатора фракционный каменный материал по ленточному транспортеру подают в сушильный барабан, где нагревают до 165-185°С, при этом сушку и нагрев каменных фракций осуществляют по принципу противотока; из сушильного барабана высушенный и нагретый каменный материал дозируют через весы и подают в верхнюю часть смесителя; в смеситель равномерно впрыскивают нефтебитум, модифицированный резиновой крошкой, и смешивают его с фракционным каменным материалом; смесь высыпают из смесителя и медленно остужают.